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投影与视图

太阳光下的影子方向一致,灯光下的影子背着灯。
三视图记住一句话:长对正、高平齐、宽相等。

阳光下公园里两棵树和两个孩子的影子方向一致
同一时刻的太阳光可以看成平行光,影子方向都相同。

三视图的位置和关系

主视图在左上左视图在它右边,俯视图在它下面
长对正·高平齐·宽相等主俯同长,主左同高,左俯同宽

主视图看长和高,左视图看宽和高,俯视图看长和宽。

配套动画:投影与视图:从影子到三视图,约 1 分钟。点击播放。

按 2022 年版课标修订的人教版九下第三十三章(新版九下 2027 年春季起使用)。旧版是第二十九章;新版目录中未查到旧版 29.3“课题学习 制作立体模型”。

六课时,把规则学扎实

先读“学什么”,再用易错反例检查自己。

第1课时

33.1 投影

平行投影与中心投影

学什么

光线照射物体,在地面或墙上留下影子,这种现象叫投影。照射的光线叫投影线,留下影子的面叫投影面。

  • 平行投影:投影线互相平行,例如太阳光。同一时刻,物高与影长成比例,影子方向一致。
  • 中心投影:投影线从一点出发,例如灯光、手电筒。影子背着光源,离灯越远影子越长。
平行投影与中心投影
平行投影与中心投影左边:两根竖直的木杆在太阳光下,光线互相平行,影子朝同一方向,影长与杆高成比例。右边:一盏路灯,两根木杆分别在灯的两侧,光线都从灯出发,影子背离灯,朝相反方向。灯平行投影(太阳光)中心投影(灯光)

橙色线段是影子。太阳光下的影子方向一致;灯光下的影子都背着灯。

夜晚路灯下行走的孩子和他拉长的影子
路灯的光从一点发出,离灯越远,影子越长,这是中心投影。

考点

  • 同一时刻:竹竿高∶竹竿影=楼高∶楼影,同一类量放同一位置。
  • 灯光下找光源:分别连接两根杆的顶端和它们影子的顶端,两条直线的交点就是灯。
  • 太阳光下(在我国大部分地区),一天中影子的方向从西经北转到东,中午影子最短。

易错点

用“影子成比例”去算灯光下的问题。灯光下光线不平行,要像相似三角形那样单独列式。

第2课时

33.1 投影

正投影

学什么

投影线垂直于投影面的平行投影叫正投影。三视图用的就是正投影。

一根木棒的正投影:

  • 木棒与投影面平行:投影长度等于木棒长。
  • 木棒倾斜:投影比木棒短。
  • 木棒垂直于投影面:投影是一个点。

一张平面图形(例如纸片)的正投影:与投影面平行时,投影和原图形全等;倾斜时形状改变;垂直时变成一条线段。

考点

  • 正方形纸片平行于投影面,正投影是同样大小的正方形。
  • 圆形纸片垂直于投影面,正投影是一条线段,长度等于直径。
  • 斜放的线段,长度 5、与投影面夹角 60°:投影长 5 cos 60°=2.5。

易错点

说“正投影一定和原图形一样大”。只有平行于投影面时才全等。

第3课时

33.2 三视图

什么是三视图

学什么

从三个方向用正投影看一个物体:

  • 主视图:从正面看。
  • 左视图:从左面看(画在主视图的右边)。
  • 俯视图:从上面看(画在主视图的下面)。

三个视图之间有固定的关系:

长对正、高平齐、宽相等。

长方体(长 4、宽 2、高 3)的三视图
长方体(长 4、宽 2、高 3)的三视图主视图是 4×3 的长方形,在左上;左视图是 2×3 的长方形,在主视图右边,上下边与主视图对齐;俯视图是 4×2 的长方形,在主视图正下方,左右边与主视图对齐。4232主视图左视图俯视图

主视图与俯视图一样长(长对正),主视图与左视图一样高(高平齐),左视图与俯视图一样宽(宽相等)。

三个孩子从正面、侧面和上方观察桌上的房子模型
从正面、左面、上面看同一个物体,看到的形状不同。

考点

  • 主视图反映长和高,左视图反映宽和高,俯视图反映长和宽。
  • 看得见的轮廓线画实线,看不见的画虚线。
  • 左视图和俯视图里,靠近主视图的一侧都是物体的后面。

易错点

把左视图画在主视图左边,或把俯视图画在主视图上面。位置是规定好的:左视图在右,俯视图在下。

漏画看不见的棱。被挡住的棱也要画,用虚线。

第4课时

33.2 三视图

画物体的三视图

学什么

先画主视图,再按“长对正”在下方画俯视图,按“高平齐”在右边画左视图。常见几何体:

常见几何体的三视图
几何体主视图左视图俯视图
正方体正方形正方形正方形
圆柱(竖放)长方形长方形圆
圆锥(竖放)三角形三角形带圆心的圆
球圆圆圆
正三棱柱(竖放)长方形(中间一条线)长方形三角形

考点

  • 三视图都一样的:正方体、球。
  • 竖放圆锥的俯视图要画出圆心,表示顶点在正上方。
  • 组合体先分成几个简单的部分,再一块一块地画,最后看哪些线被挡住。

易错点

圆柱沿左右方向横放(轴线左右放)时,主视图仍是长方形,但左视图变成了圆。放法改变,三视图就变。

第5课时

33.2 三视图

由三视图想象物体形状

学什么

反过来,看三视图想物体:

  1. 先看俯视图,确定物体底面的形状和位置。
  2. 再看主视图、左视图,确定高度和前后、左右的形状。
  3. 把三者合起来想出立体图形,必要时画出展开图来计算。
某几何体的三视图
某几何体的三视图主视图和左视图都是底边为 6、高为 4 的等腰三角形;俯视图是一个直径为 6 的圆,中间有一个圆心点。主视图左视图俯视图底边 6,高 4

主视图、左视图是三角形,俯视图是带圆心的圆,所以是圆锥。

考点

  • 主、左视图是三角形,俯视图是带圆心的圆:圆锥。底面半径 3,高 4,母线 32+42=5。
  • 圆锥侧面积 πrl,表面积再加底面 πr2。
  • 主、左视图是长方形,俯视图是圆:圆柱。

易错点

把主视图三角形的腰当作“高”。腰是母线长,高是三角形底边上的高。

把俯视图的直径当半径。直径 6,半径是 3。

第6课时

33.2 三视图

小正方体的个数

学什么

用小正方体搭成的物体,常在俯视图的每一格写上这一格叠了几个:

  • 总个数=所有数字之和。
  • 主视图的每一列高度=俯视图对应列里最大的数。
  • 左视图的每一列高度=俯视图对应行里最大的数。
俯视图上标出每格的小正方体个数
俯视图上标出每格的小正方体个数左:俯视图是 2 行 3 列的方格。后排三格依次写着 3、1、2,前排三格依次写着 1、2、1。右:主视图从左到右三列,高度分别是 3、2、2。312121俯视图主视图(下方是正面)

主视图每一列的高度,是俯视图中这一列里最大的数。

只给主视图和俯视图时,个数可能不唯一,要求最多、最少。

孩子用小正方体积木搭出高低不同的几列
用小正方体搭物体,数个数时要一列一列地数。

考点

  • 最多:俯视图每格都取它所在列的高度。
  • 最少:每一列只要有一格达到这列高度,其余格放 1 个。
  • 俯视图有几格,最底层就有几个小正方体。

易错点

求最少个数时,把每一格都放成 1 个。俯视图的每一格至少 1 个,而且每列至少有一格要达到主视图的高度。

先自己想,再看下一步

六道例题。每次只展开一步,也可以从头看。

例题1:灯光下的影子

身高 1.6 米的人站在路灯下,人离灯杆 4 米时,影长 2 米。求路灯的高度。

路灯下的影子
路灯下的影子路灯杆 OP 竖直,P 是灯。人 AB 站在 B 处,B 离灯杆底 O 4 米,人高 1.6 米。从 P 经过人头顶 A 的光线落在地面 C 处,影子 BC=2 米。POABC421.6

灯 P、人头顶 A、影子顶端 C 在一条直线上。△CAB 和 △CPO 都有直角,又共用 ∠C,所以相似。

  1. 灯 P、人头顶 A、影子顶端 C 在一条直线上。AB 和 PO 都垂直于地面,所以 AB∥PO:

    △CAB∽△CPO

  2. 对应边成比例。OC=OB+BC=4+2=6:

    ABPO=BCOC

    1.6PO=26

  3. 交叉相乘:2·PO=9.6,

    PO=4.8

    路灯高 4.8 米。

完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。

例题2:影子一部分落在墙上

同一时刻,1 米长的竹竿影长 0.8 米。一棵树的影子一部分落在地面上,长 2.4 米;另一部分落在竖直的墙上,高 1.2 米。求树高。

树影一部分落在墙上
树影一部分落在墙上树 AB 竖直,右边有一面竖直的墙。树影在地面上的部分 BC=2.4 米,墙上的部分 CD=1.2 米。光线从树顶 A 到 D。过 D 作水平线交树于 E。ABCDE2.41.2墙

墙上的影子 CD 竖直,和树的 EB 段一样高。只有 AE 这一段的影子落在地面上,长度 ED=BC=2.4。

  1. 墙上的影子 CD 竖直,CD=EB=1.2 米。这一段的影子“直接贴在墙上”,不用换算。

  2. 树的上半段 AE 的影子在地面上,长 ED=BC=2.4 米。太阳光是平行光,物高∶影长=1∶0.8:

    AE2.4=10.8

    AE=3

  3. 树高:

    AB=AE+EB

    =3+1.2=4.2

    树高 4.2 米。

完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。

例题3:画长方体的三视图

一个长方体长 4、宽 2、高 3,正面是 4×3 的那一面。画出它的三视图,并标出每个视图的长和宽。

长方体(长 4、宽 2、高 3)的三视图
长方体(长 4、宽 2、高 3)的三视图主视图是 4×3 的长方形,在左上;左视图是 2×3 的长方形,在主视图右边,上下边与主视图对齐;俯视图是 4×2 的长方形,在主视图正下方,左右边与主视图对齐。4232主视图左视图俯视图

主视图与俯视图一样长(长对正),主视图与左视图一样高(高平齐),左视图与俯视图一样宽(宽相等)。

  1. 主视图从正面看,看到长和高:4×3 的长方形,画在左上。

  2. 俯视图从上面看,看到长和宽:4×2 的长方形,画在主视图正下方,左右两边与主视图对齐(长对正)。

  3. 左视图从左面看,看到宽和高:2×3 的长方形,画在主视图右边,上下与主视图对齐(高平齐);它的宽 2 和俯视图的宽 2 相等(宽相等)。

完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。

例题4:由三视图求表面积

一个几何体的主视图和左视图都是底边 6、高 4 的等腰三角形,俯视图是直径为 6 的圆(带圆心)。说出这个几何体,并求它的表面积(结果保留 π)。

某几何体的三视图
某几何体的三视图主视图和左视图都是底边为 6、高为 4 的等腰三角形;俯视图是一个直径为 6 的圆,中间有一个圆心点。主视图左视图俯视图底边 6,高 4

主视图、左视图是三角形,俯视图是带圆心的圆,所以是圆锥。

  1. 主视图、左视图是三角形,俯视图是带圆心的圆,所以是圆锥。底面直径 6,半径 r=3,高 h=4。

  2. 母线是主视图三角形的腰:

    l=32+42=5

  3. 侧面积和底面积:

    S侧=πrl=15π

    S底=πr2=9π

  4. 表面积:

    S=15π+9π=24π

完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。

例题5:数小正方体

用小正方体搭成的物体,俯视图上每格的数字表示该位置叠放的个数,如下图(下方是正面)。共用了几个小正方体?画出它的主视图。

俯视图上标出每格的小正方体个数
俯视图上标出每格的小正方体个数左:俯视图是 2 行 3 列的方格。后排三格依次写着 3、1、2,前排三格依次写着 1、2、1。右:主视图从左到右三列,高度分别是 3、2、2。312121俯视图主视图(下方是正面)

主视图每一列的高度,是俯视图中这一列里最大的数。

  1. 总个数=所有数字之和:

    3+1+2+1+2+1=10

  2. 主视图从正面看,有三列。每列能看到的高度是这一列前后两格中较大的数:

    左列max(3,1)=3

    中列max(1,2)=2

    右列max(2,1)=2

  3. 所以主视图从左到右三列,高度为 3、2、2(见上图右侧)。

完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。

例题6:最多、最少

用小正方体搭一个物体,它的主视图和俯视图如下。最多用几个小正方体?最少用几个?

主视图和俯视图
主视图和俯视图主视图:左列 2 个小正方形叠起,右列 1 个。俯视图:2 行 2 列,共 4 格。主视图俯视图
  1. 俯视图有 4 格,左边一列 2 格,右边一列 2 格。主视图左列高 2,右列高 1。

  2. 最多:每格都放到所在列的高度。左列两格都放 2,右列两格都放 1:

    2+2+1+1=6

  3. 最少:左列只要有一格是 2,另一格放 1;右列两格都是 1:

    2+1+1+1=5

    最多 6 个,最少 5 个。

完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。

知识点速看

第三十三章 投影与视图

  • 太阳光形成平行投影,灯光形成中心投影。
  • 平行投影同一时刻物高与影长成正比:2 米树影长 3 米,4 米树影长 6 米。
  • 三视图:长对正、高平齐、宽相等;看不见的线画虚线。
  • 主视图、左视图是长方形,俯视图是圆,是圆柱:r = 2,h = 6,体积 24π。

巧算妙招

这一章有 3 个小窍门,学会了算得又快又对。每个都先问一个问题,再说怎么做,然后做一道例题,最后说什么时候能用、哪里容易错。

妙招 1

太阳光是平行投影,灯光是中心投影

先想一想

晚上走过路灯,影子怎样变?白天同一时刻,高的树影子一定长吗?

怎么做

太阳光线可以看成平行光,形成平行投影:同一时刻,物高和影长成正比,影子方向都一样。灯光从一点发出,形成中心投影:离灯越近,影子越短;离灯越远,影子越长;影子方向都背着灯。

例题

小明从路灯下走开,影子怎么变?同一时刻 2 米的树影长 3 米,4 米的树影长多少?

  1. 走开时离灯越来越远,影子越来越长。
  2. 平行投影,物高与影长成正比:4 × 3 ÷ 2 = 6(米)。

什么时候能用

判断投影类型;画影子、找光源(中心投影把物体顶端和影子顶端连起来,交点就是灯)。

容易用错的地方

  • 把灯光下的影子也按正比例算。
  • 正投影是投射线垂直于投影面的平行投影,三视图就是正投影。

妙招 2

三视图「长对正、高平齐、宽相等」

先想一想

长 4、宽 2、高 3 的长方体,主视图、俯视图、左视图各是多大的长方形?

怎么做

主视图反映长和高,俯视图反映长和宽,左视图反映宽和高。主视图和俯视图的长要对正,主视图和左视图的高要平齐,俯视图和左视图的宽要相等。摆放位置:俯视图在主视图正下方,左视图在主视图正右方。

例题

长 4、宽 2、高 3 的长方体,求三个视图的尺寸。

  1. 主视图:长 4、高 3 的长方形。
  2. 俯视图:长 4、宽 2 的长方形。
  3. 左视图:宽 2、高 3 的长方形。

什么时候能用

画三视图;看不见的轮廓线画成虚线。

容易用错的地方

  • 把左视图放在主视图左边。左视图放在主视图右边。
  • 看不见的棱画成实线。

妙招 3

由三视图想物体,再求面积和体积

先想一想

主视图和左视图都是长 4、高 6 的长方形,俯视图是直径 4 的圆。这是什么物体?体积多少?

怎么做

先由俯视图看底面的形状,再由主视图、左视图看高。主视图、左视图是长方形,俯视图是圆,是圆柱;主视图、左视图是三角形,俯视图是圆,是圆锥。然后从视图中读出尺寸,算面积和体积。

例题

主视图、左视图都是宽 4、高 6 的长方形,俯视图是直径 4 的圆。求体积。

  1. 是圆柱,底面直径 4,半径 2,高 6。
  2. 体积 =π×22×6=24π。

什么时候能用

由三视图还原几何体并求表面积、体积;由三视图求小正方体的个数。

容易用错的地方

  • 把直径当半径。
  • 由三视图数正方体时,只看一个视图。

轮到你,把方法用出来

12 题,每题 1 分,第一次检查计分。答完会给出提示与完整解法,做完可重做。

填空只填一个数,不写单位;含 π 的可填如 15π,也可只填 π 前面的数。

第1题

晚上,人在路灯下的影子属于?

查看解法

路灯的光线从灯泡一点发出,是中心投影。太阳光才是平行投影。

第2题

同一时刻,2 米长的竹竿影长 1.2 米,一栋楼的影长 18 米,楼高多少米?

查看解法

21.2=h18

h=30

第3题

一根木棒平行于投影面,它的正投影的长度与木棒的长度相比?

查看解法

平行时相等;倾斜时更短;垂直时是一个点。

第4题

主视图、左视图、俯视图都是圆的几何体是?

查看解法

球从哪个方向看都是圆。圆柱、圆锥只有俯视图是圆,正方体三个视图都是正方形。

第5题

主视图和左视图都是三角形,俯视图是带圆心的圆,这个几何体是?

查看解法

俯视图是圆,说明底面是圆;主视图是三角形,说明往上收成一个尖:圆锥。

第6题

三视图中,主视图与左视图之间的关系是?

查看解法

主视图与俯视图长对正,主视图与左视图高平齐,左视图与俯视图宽相等。

第7题

长方体长 4、宽 2、高 3,正面是 4×3 的那一面。它的左视图的面积是多少?

查看解法

左视图是宽×高=2×3=6 的长方形。

第8题

同一个长方体(长 4、宽 2、高 3),俯视图的面积是多少?

查看解法

俯视图是长×宽=4×2=8 的长方形。

第9题

圆锥的主视图是底边 6、高 4 的等腰三角形,这个圆锥的母线长是多少?

查看解法

l=32+42=5

第10题

同一个圆锥,侧面积是多少?(结果含 π:例如侧面积是 3π,填 3π 或只填 3 都算对)

查看解法

S侧=πrl=π×3×5=15π

第11题

按俯视图上的数字搭小正方体(下方是正面),一共用了几个?

俯视图上标出每格的小正方体个数
俯视图上标出每格的小正方体个数俯视图是 2 行 3 列的方格。后排三格依次写着 3、2、1,前排三格依次写着 1、1、1。321111俯视图(下方是正面)

查看解法

3+2+1+1+1+1=9

第12题

用小正方体搭成的物体,主视图和俯视图如下,最少用几个小正方体?

主视图和俯视图
主视图和俯视图主视图:左列 3 个小正方形叠起,右列 1 个。俯视图:2 行 2 列,共 4 格。主视图俯视图

查看解法

左列一格放 3、另一格放 1;右列两格各放 1:3+1+1+1=6。(最多是 3+3+1+1=8。)

作答只在本页内存中处理,不保存、不上传。刷新页面后重新开始。

教材节名与学习说明

正式节名为:33.1 投影;33.2 三视图。33.1 分为平行与中心投影、正投影两个课时;33.2 分为认识三视图、画三视图、由三视图想形状、小正方体计数四个课时。

节名已与教辅资源网站(学科网等)整理的人教版(2024审定)九年级下册新教材章节目录核对;出版社电子课本目录未能直接核对。例题与练习由鼓捣星球编写,并非原书原题;本页不是出版社官方网站,请以学校发放的课本为准。

看三视图先看俯视图定底面,再看主视图、左视图定高度。卡住时,用手边的杯子、橡皮从三个方向看一看。